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Verdicts et diagnostics

CHAPITRE 3

L’énergie et ses manifestations

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Observatoire / Guide

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Revision pour l’examen de fin d’année

En rouge : exercices pour le STG

En jaune : exercices pour le STE

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Univers matériel (chapitre 1 à 5)

1. Remplissez le tableau suivant qui montre la représentation et les caractéristiques de différents

modèles atomiques.

Modèle

atomique Représentation Caractéristiques du modèle

Dalton

Les atomes sont des particules extrêmement petites et indivisibles.

Rutherford

Thomson

Les atomes sont des particules extrêmement petites, positives, parsemées de petites particules négatives, les électrons.

Les atomes sont constitués d’un noyau petit,

massif et positif et d’électrons qui gravitent

autour de ce noyau.

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Rutherford-Bohr

Modèle

atomique

simplifié

2. Le modèle atomique a évolué au fil du temps en fonction de différentes observations et

découvertes. Indiquez la conclusion qu’il est possible de tirer pour chacun des faits observés

ci-dessous.

a) John Dalton observa que les éléments ont des propriétés différentes.

b) Ernest Rutherford observa que seules quelques particules alpha sont déviées par

une mince feuille d’or.

c) Niels Bohr observa qu’un élément chauffé émet de la lumière selon certaines longueurs

d’onde précises.

Les atomes sont constitués d’un noyau petit,

positif et d’électrons qui gravitent autour de

ce noyau selon des orbites spécifiques.

Le noyau des atomes est constitué de

particules positives, les protons, et de

particules neutres, les neutrons. Des

électrons gravitent autour de ce noyau selon

des orbites spécifiques.

Les atomes d’un élément diffèrent de ceux des autres éléments.

L’atome est constitué d’un noyau très dense et très petit.

Les électrons gravitent autour du noyau selon des orbites spécifiques.

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d) Joseph John Thomson observa que les rayons cathodiques sont attirés par la borne

positive d’un champ électrique.

e) Ernest Rutherford observa que la plupart des particules alpha sont capables de passer

au travers d’une mince feuille d’or sans être déviées.

f) Joseph John Thomson observa que les rayons cathodiques peuvent mettre en mouvement

un moulinet inséré à l’intérieur du tube.

g) James Chadwick découvre une nouvelle particule provenant du noyau, mais qui n’est pas

déviée par un champ électrique.

3. Indiquez quel modèle atomique le plus ancien permet d’expliquer chacun des faits énoncés

ci-dessous.

a) Les particules alpha sont déviées par les atomes.

b) Au cours d’une transformation, aucune matière ne se perd ni se crée.

c) On observe des phénomènes d’électricité statique lorsque des électrons sont transférés

d’un corps à un autre.

d) L’hydrogène émet un spectre différent de celui de l’hélium.

e) Les isotopes d’un même élément ont des masses différentes.

f) La matière est constituée de particules extrêmement petites.

g) Le noyau des atomes est petit et massif.

Les rayons cathodiques sont négatifs.

L’atome est essentiellement constitué de vide.

Les rayons cathodiques sont constitués de particules.

Le noyau comporte des particules neutres qui permettent de maintenir ensemble les protons de

charges positives.

Le modèle atomique de Rutherford.

Le modèle atomique de Rutherford.

Le modèle atomique de Dalton.

Le modèle atomique simplifié.

Le modèle atomique de Rutherford-Bohr.

Le modèle atomique de Thomson.

Le modèle atomique de Dalton.

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h) Les électrons tournent à grande vitesse selon des orbites spécifiques.

4. Qu’est-ce qui différencie un atome d’hydrogène d’un atome d’hélium ?

5. Les électrons d’un atome d’oxygène sont-ils différents des électrons d’un atome de cuivre ?

Expliquez votre réponse.

6. Qui suis-je ?

a) Je suis le nom que l’on donne à chaque colonne du tableau périodique.

b) Je suis le nom que l’on donne à chaque rangée du tableau périodique.

c) Je suis une classe d’éléments à gauche du tableau périodique.

d) Je suis une classe d’éléments qui se situe autour de l’escalier du tableau périodique.

e) Je suis une classe d’éléments dans laquelle se trouvent à la fois des éléments solides,

liquides ou gazeux aux conditions ambiantes de température et de pression.

7. Après avoir observé un élément pur, Catherine note les résultats suivants :

Caractéristique Observation

ÉTAT Solide

Conductibilité électrique OUI

Conductibilité thermique Oui

Malléabilité Non

Éclat Non

S’agit-il d’un métal, d’un non-métal ou d’un métalloïde ? Expliquez votre réponse.

Non, puisque l’électron est une particule élémentaire de l’atome, commune à tous les atomes.

Seul leur nombre varie d’un atome à l’autre.

Leur nombre de protons, d’électrons et de neutrons est différent.

Le modèle atomique de Rutherford-Bohr.

Une famille ou un groupe.

Une période.

Les métaux.

Les non-métaux.

Les métalloïdes.

Il s’agit d’un métalloïde puisqu’il a à la fois certaines propriétés des métaux et des non-métaux.

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8. Indiquez à quelle famille appartient chacun des éléments suivants.

a) Un élément qui possède huit électrons de valence.

b) Un élément qui, à l’état pur, doit être conservé dans l’huile.

c) L’iode.

d) Un élément qui ne réagit presque pas.

e) Un élément métallique qui entre dans la composition du calcaire.

9. Observez la notation suivante :

a) De quel élément s’agit-il ?

b) Quel nom porte le nombre 11 ?

c) Que représente ce nombre ?

d) Quel nom porte le nombre 23 ?

e) Que représente ce nombre ?

f) Combien de particules élémentaires comporte un atome de cet élément ?

g) Combien d’électrons de valence comporte un atome de cet élément ?

Il comporte un seul électron de valence.

Il comporte 34 particules élémentaires.

Il représente la somme du nombre de protons et de neutrons d’un atome.

Il s’agit du nombre de masse.

Il représente le nombre de protons et d’électrons que comporte un atome de sodium.

C’est le numéro atomique.

Il s’agit du sodium.

Les alcalino-terreux.

Les gaz nobles.

Les halogènes.

Les alcalins.

Les gaz nobles.

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10. La masse atomique relative est une propriété périodique comportant parfois certaines

irrégularités.

a) Généralement, comment varie la masse atomique relative au sein d’une période ?


b) Comparez la masse atomique relative du cobalt et du nickel. Expliquez la différence

observée.

11. Pour représenter un atome selon le modèle atomique simplifié, il est nécessaire de recueillir

différents renseignements.

a) Comment détermine-t-on le nombre de protons que comporte un atome ?

b) Comment détermine-t-on le nombre d’électrons que comporte un atome ?

c) Comment détermine-t-on le nombre de neutrons que comporte un atome ?

d) Comment détermine-t-on le nombre de couches électroniques ?

e) Comment détermine-t-on le nombre d’électrons de valence ?

La masse atomique relative du cobalt est de 58,93 u, tandis que celle du nickel est de 58,69 u. La

masse atomique relative du nickel est plus petite que celle du cobalt à cause du nombre de neutrons

qu’il comporte.

Généralement, la masse atomique relative augmente au sein d’une période, puisque les atomes

ont de plus en plus de protons et de neutrons, ce qui augmente leur masse.

Le nombre d’électrons de valence correspond au chiffre romain indiqué au-dessus de la colonne

de la famille de l’élément.

Le nombre de couches électroniques correspond au numéro de la période où se situe l’élément.

Il faut arrondir la masse atomique relative de l’élément au nombre entier le plus près et soustraire

le numéro atomique de ce nombre.

Le nombre d’électrons correspond au numéro atomique de l’élément.

Le nombre de protons correspond au numéro atomique de l’élément.

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12. Illustrez chacun des éléments suivants selon la notation de Lewis.

a) Krypton b) Gallium

13. Illustrez chacun des éléments suivants selon le modèle atomique simplifié.

a) Calcium b) Chlore

14. Déterminez la masse molaire de chacune des substances suivantes.

a) Co

b) CO

c) (NH4)2CrO4

d) Ca(OH)2

58,93 g/mol

28,01 g/mol

152,1 g/mol

74,1 g/mol

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15. Alexis recueille un échantillon de 2,5 mol de carbonate de calcium (CaCO3).

a) Combien de molécules contient cet échantillon ?

b) Combien d’atomes contient cet échantillon ?

c) Quelle est la masse de cet échantillon ?

16. Remplissez le tableau suivant.

Substance Masse molaire

(g/mol) Masse

(g) Nombre de moles

(mol)

Ar 0,25

Mg 0,49

Al2(CO3)3 4,25

CH3COOH 25

1,505 × 1024

molécules × 5 atomes / molécules = 7,525 × 1024

atomes

6,02 × 1023

molécules = ? molécules

1 mol 2,5 mol

2,5 mol × 6,02 × 1023

molécules = 1,505 × 1024

molécules

1 mol

1. m = ?

2. n = 2,5 mol

M = 100,09 g/mol

3. M = m d’où m = Mn

n

4. m = 100,09 g/mol × 2,5 mol = 250,2 g

5. La masse de cet échantillon est de 250,2 g.

39,95 9,99

24,31 0,02

233,99 994,5

60,06 0,42

L’échantillon contient 1,505 × 1024

molécules.

L’échantillon contient 7,525 × 1024

atomes.

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17. Quelle est la masse de 4,25 x 1024 atomes de cuivre ?

18. Quelle est la masse de 8,2 x 1022 molécules de H3PO4 ?

19. Remplissez le tableau suivant.

Élément Nombre

d’électrons de valence

Tendance à perdre ou à gagner des électrons

Nombre d’électrons

de la tendance

Potassium

Silicium

Argon

Gallium

Sélénium

m = ?

M = m d’où m = Mn

n

6,02 × 1023

atomes = 4,25 × 1024

atomes

1 mol ? mol

1 mol × 4,25 × 1024

atomes = 7,06 mol

6,02 × 1023

atomes

m = 63,55 g/mol × 7,06 mol = 448,66 g

m = ?

M = m d’où m = Mn

n

6,02 × 1023

molécules = 8,2 × 1022

molécules

1 mol ? mol

1 mol × 8,2 × 1022

molécules = 0,136 mol

6,02 × 1023

molécules

m = 98,00 g/mol × 0,136 mol = 13,3 g

La masse de 4,25 × 1024

atomes de cuivre est de 448,66 g.

La masse de 8,2 × 1022

atomes de cuivre est de 13,3 g.

1 Tendance à perdre 1

4 Tendance à gagner ou à perdre 4

8 Aucune des deux tendances 0

3 Tendance à perdre 3

6 Tendance à gagner 2

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20. Quelle est la tendance naturelle de chacun des éléments suivants, du point de vue des gains

ou des pertes d’électrons ?

a)Le potassium. Le potassium a tendance à perdre un électron.

b)L’oxygène. L’oxygène a tendance à gagner deux électrons.

c)L’aluminium. L’aluminium a tendance à perdre trois électrons.

21. Les métaux sont des donneurs d’électrons. Par conséquent, ont-ils tendance à former des ions

positifs ou des ions négatifs ?

22. Effectuez le bilan des charges de chacun des transferts d’électrons suivants. Indiquez

également la charge des ions qui en résultent.

a) Un atome de calcium perd deux

électrons.

(+20) protons

+ (–18) électrons

+2

On obtient un ion Ca2+

.

c) Un atome d’iode gagne un électron.

(+53) protons


–1

On obtient un ion I –.

b) Un atome d’azote gagne trois électrons.

(+7) protons


–3

On obtient un ion N3

.

d) Un atome d’aluminium perd trois électrons.

(+13) protons


+3

On obtient un ion Al3+

.

23. Plusieurs savons et détergents contiennent des phosphates qui contaminent l’eau des lacs et

des rivières. D’ailleurs, plusieurs organismes environnementaux tentent d’encourager les

consommateurs à utiliser des savons et des détergents sans phosphates.

a) Un phosphate est-il un atome, une molécule ou un ion ?

b) Précisez sa formule chimique.

d)Le krypton. Le krypton est un gaz noble. Il n’a donc pas tendance à gagner ou à perdre des

électrons.

Ils ont tendance à former des ions positifs.

Un phosphate est un ion polyatomique.

Sa formule chimique est PO43–

.

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24. Les molécules suivantes contiennent-elles un ion polyatomique ? Si oui, indiquez sa formule

chimique et nommez-le en suivant les règles de nomenclature.

a)

NaO

H

Oui. Formule chimique : OH . Nom : ion hydroxyde.

b)

C6H22

O11

Non, elle ne contient pas d’ion polyatomique.

c)

MgS

O4

Oui. Formule chimique: SO42

. Nom : ion sulfate.

d)

H3PO

4

Oui. Formule chimique : PO43

. Nom : ion phosphate.

25. Parmi les substances suivantes, lesquelles comportent au moins une liaison ionique ?

HCl, NaOH, CO2, KBr, CaO, AlCl3, NH3.

NaOH, KBr, CaO, AlCl3.

26. Indiquez la charge de chacun des ions formant les molécules ci-dessous.

a)

Na

Br

Na+ et Br

. c) Li2S Li

+ et S

2.

b)

Ca

O

Ca2+

et O2

. d) AlF3 Al3+

et F.

27. Parmi les substances suivantes, lesquelles comportent au moins une liaison covalente ?

CH3COOH, CS2, CoCl2, Fe2O3, H2O, CH4, AgCl.

CH3COOH, CS2, H2O, CH4.

28. À l’aide de la notation de Lewis, montrez comment les liaisons ioniques des molécules

suivantes se forment.

a) LiF

29. À l’aide de la notation de Lewis, montrez comment se forment les liaisons covalentes de

chacune des molécules suivantes.

a) Cl2

c) CO2

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30. Écrivez la formule chimique de la molécule qui résulterait de l’union de chacune des paires

de susbtances suivantes.

a) Le potassium et

le soufre.

K2S

b) Le chlore et le

cuivre.

CuCl2

c) Le chrome et le

fluor.

CrF3

d) L’ion Mg2+ et

l’ion SO42.

MgSO4

31. Utilisez les règles de nomenclature pour nommer les substances suivantes.

a)

Na

Br

Bromure de sodium.

b)

PCl

5

Pentachlorure de phosphore.

c)

SiC

l4

Tétrachlorure de silicium.

d)

KN

3

Trinitrate de potassium.

e)

Al2

O3

Trioxyde de dialuminium.

32. La saumure est une solution de chlorure de sodium (NaCl) à 18 % m/V dans laquelle on fait

tremper certains aliments afin de les conserver. Si l’on désire préparer 250 ml de saumure,

quelle quantité de sel devra-t-on dissoudre ?

Étapes de la démarche Démarche de résolution de problème

1. Déterminer ce qu’on

cherche.

La masse de sel nécessaire pour préparer 250 ml de

saumure à 18 % m/V.

2. Déterminer les différentes

variables et leur valeur.

C = 18 % m/V

V = 250 ml

m = ? g

3. Choisir la formule à utiliser. m

V

4. Remplacer les variables par

leur valeur et isoler

l’inconnue.

18 g ? g

100 ml 250 ml

Donc m = 45 g.

5. Vérifier le résultat et

répondre à la question du

problème.

La quantité de sel nécessaire pour préparer 250 ml de

saumure à 18 % m/V est 45 g.

C = =

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33.L’étiquette d’une bouteille d’eau indique que cette eau contient 45 ppm de sodium.

a) Que signifie cette indication ?

b) Quelle est la concentration du sodium en g/L ?

34. Un contaminant est présent dans l’eau d’un lac. Afin d’en déterminer la concentration, un

technicien prélève 50 ml de cette eau. Après avoir effectué quelques mesures, il conclut

que l’échantillon contient 3,75 mg de contaminant. Calculez la concentration de ce

contaminant en ppm.

35.Certains minéraux sont nécessaires au maintien d’une bonne santé. Par exemple, on devrait

absorber environ 350 mg de magnésium par jour. Les sources de magnésium sont

nombreuses. Par exemple, le pain de blé entier en contient en moyenne 850 ppm.

Combien

de tranches de pain de blé entier faudrait-il manger pour obtenir la dose quotidienne

recommandée de magnésium ? Considérez que la masse d’une tranche de pain est

d’environ

30 g. Laissez des traces de vos calculs.

45 mg 0,045 g

1 L 1 L

3,75 mg ? mg

50 ml 1000 ml

Donc, la concentration de ce contaminant est de 75 ppm.

850 mg 350 mg

1000 g ? g

411,8 g

30 g

Donc, il faudrait manger environ 14 tranches de pain pour obtenir la dose quotidienne de

magnésium recommandée.

Elle indique que cette eau contient 45 parties de sodium par million de parties de solution.

Donc, la concentration en sodium est de 0,045 g/L.

45 ppm = =

= = 75 mg/L = 75 ppm

= 850 ppm =

= 13,73

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36. Une technicienne prépare une solution en dissolvant 50 g de nitrate de potassium (KNO3)

dans un peu d’eau, puis en ajoutant de l’eau de façon à obtenir 500 ml de solution. Quelle

sera la concentration molaire de la solution qu’elle obtiendra ?

C = ? mol/L

V = 500 ml = 0,5 L

m = 50 g

n = ? mol

M = 39,10 + 14,01 + (3 16,00)

= 101,11 g/mol La concentration molaire de la

solution sera de 1 mol/L.

37. Indiquez si chacune des substances suivantes est un acide, une base ou un sel.

a)

HBr

C’est un acide. d)

ZnSO

4

C’est un sel.

b)

KOH

C’est une base. e)

H3PO

4

C’est un acide.

c)

BaF2

C’est un sel. f)

Cu(O

H)2

C’est une base.

38. Pour effectuer un travail de 2400 J, une machine consomme 12 000 J. Quel est le rendement

énergétique de cette machine ?

39. Raphaël plonge un bloc de plomb de 100 g, chauffé à 155 C, dans 100 ml d’eau à 19 C.

La température de l’eau s’élève à 24 C. En supposant qu’il n’y a pas de perte d’énergie dans

l’environnement, calculez la capacité thermique massique du plomb.


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est la chaleur dégagée par le plomb puis

absorbée par l’eau ?

Forme d’énergie désirée

Énergie consommée

2400 J

12 000 J

Rendement énergétique = 100

= 100 = 20 %

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2. Déterminer les différentes variables et leur

valeur.

Q = ?

m = 100 g

c = 4,19 J/g°C

∆T = 24 °C – 18 °C = 5 °C

3. Choisir la formule à utiliser. Q = mc∆T

4. Remplacer les variables par leur valeur et

isoler l’inconnue.

Q = 100 g 4,19 J/g°C 5 °C

= 2095 J

5. Vérifier le résultat et répondre à la question

du problème.

La chaleur absorbée par l’eau est de 2095 J. Donc,

celle qui provient du plomb est de 2095 J.

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1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est la capacité thermique massique du

plomb ?


valeur.

Q = –2095 J

m = 100 g

c = ?

∆T = 24 °C – 155 °C = –131 °C




–2095 J

100 g

= 0,16 J/g°C

5. Vérifier le résultat et répondre à la question du

problème.

La capacité thermique massique du plomb est de

0,16 J/g°C.

40. On verse 250 ml d’eau dans un verre sortant du congélateur. Après quelque temps, on

constate que la température de l’eau est passée de 18 °C à 12 °C.

a) Quelle quantité de chaleur a été transférée entre l’eau et le verre ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle quantité de chaleur a été transférée entre

l’eau et le verre ?


valeur.

Q = ?

m = 250 g

c = 4,19 J/g°C

∆T = 12 °C – 18 °C = –6 °C




Q = 250 g 4,19 J/g°C –6 °C

= –6285 J

–131 °C c =

5


CHAPITRE 3


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11801-B


du problème.

La chaleur transférée entre l’eau et le verre est de

–6285 J.

b) L’eau a-t-elle dégagé ou absorbé de l’énergie ? Expliquez votre réponse.

c) Le verre a-t-il dégagé ou absorbé de l’énergie ? Expliquez votre réponse.

41.Un lanceur de base-ball envoie une balle d’environ 150 g à un autre joueur. Quelle est

l’énergie cinétique de la balle si, au moment où elle est attrapée, sa vitesse est de 5 m/s ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est l’énergie cinétique de la balle ?


valeur.

Ek = ?

m = 0,5 kg

v = 5 m/s

3. Choisir la formule à utiliser. Ek = 1 mv2

2



Ek = 1 0,5 kg (5 m/s)2

2

= 6,25 J


du problème.

L’énergie cinétique de la balle au moment où elle

est attrapée est de 6,25 J.

42.Un ascenseur soulève une personne de 60 kg du niveau du sol jusqu’au huitième étage.

a) Sachant que cet étage se situe à 56 m du sol, quelle est l’énergie potentielle acquise par

cette personne ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est l’énergie potentielle de la personne ?



Ep = ?

m = 60 kg

g = 9,8 N/kg

h = 56 m

L’eau a dégagé de l’énergie puisque sa température a diminué.

Le verre a absorbé de l’énergie, parce que la chaleur passe toujours du milieu le plus chaud vers

le milieu le plus froid.

4


CHAPITRE 4

Les transformations de la matière

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3. Choisir la formule à utiliser. Ep = mgh

4. Remplacer les variables par leur

valeur et isoler l’inconnue.

Ep = 60 kg 9,8 N/kg 56 m

Ep = 32 928 J

5. Vérifier le résultat et répondre à

la question du problème.

L’énergie potentielle acquise par la personne est de

32 928 J.

b) D’où vient l’énergie potentielle acquise par cette personne ?

43.Jessica construit la maquette d’un circuit pour son

petit frère. Elle dépose un autobus miniature de 0,5 kg

au point A et lui donne une vitesse de 2 m/s. L’autobus

parcourt tout le trajet sans nécessiter l’apport

d’énergie extérieure.

a) En négligeant le frottement, calculez l’énergie

mécanique, l’énergie potentielle et l’énergie cinétique

de l’autobus aux points A, B et C.

Au point A Au point B Au point C

1 mv2

2

1

2

Ep = mgh

= 0,5 kg 9,8 N/kg 0,5 m

= 2,45 J

Em = Ek + Ep

= 1 J + 2,45 J

= 3,45 J

Em = 3,45 J

Ep = 0,5 kg 9,8 N/kg 0,1 m

= 0,49 J

Ek = 3,45 J – 0,49 J

= 2,96 J

Em = 3,45 J

Ek = 1 0,5 kg (3 m/s)2

2

= 2,25 J

Ep = 3,45 J – 2,25 J

= 1,2 J

Elle vient du travail effectué par l’ascenseur.

0,5 kg (2 m/s)2 = 1 J =

Ek =

4


CHAPITRE 4


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b) Calculez la hauteur de l’autobus au point C.

44. Qu’est-ce qui distingue la masse du poids ?

45.Les nouveaux téléviseurs à écran plasma ou à cristaux liquides sont beaucoup plus légers

que les anciens appareils à rayons cathodiques. Quel est le poids d’un téléviseur ayant

une

masse de 25 kg à la surface de la Terre ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quel est le poids de l’objet ?


valeur.

Fg = ?

m = 25 kg

g = 9,8 N/kg

3. Choisir la formule à utiliser. Fg = mg



Fg = 25 kg 9,8 N/kg

= 245 N


du problème.

Le poids du téléviseur est de 245 N.

Ep = mgh

1,2 J = 0,5 kg 9,8 N/kg h

h = 1,2 J

0,5 kg 9,87 N/kg

h = 0,245 m

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CHAPITRE 4


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46.Trouvez la composante verticale et la composante horizontale de chacune des forces

suivantes.

a)

b)

Composante verticale :

Côté opposé = sin 20 25 N

= 8,55 N

Composante horizontale :

Côté adjacent = cos 20 25 N

= 23,49 N

Composante verticale :


= 28,93 N

Composante horizontale :


= 34,47 N

47. Quelle est la force efficace dans chacun des cas suivants ?

a) La boîte glisse le long du plan incliné.

La force efficace est le côté opposé à l’angle de 25.

Force gravitationnelle = mg

= 20 kg 9,8 N/kg

= 196 N


= 82,83 N

b) La boîte glisse parallèlement au sol.

La force efficace est le côté adjacent à l’angle

de 20.


= 28,19 N

48.Une personne applique une force de 200 N sur le côté d’un piano. Quelle quantité de travail

permettrait de le déplacer sur une distance de 5 m ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quel est le travail nécessaire pour déplacer le piano

sur une distance de 5 m ?


valeur.

W = ?

F// = 200 N

d = 5 m

3. Choisir la formule à utiliser. W = F//d



W = 200 N 5 m

W = 1000 J

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CHAPITRE 4


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du problème.

Le travail nécessaire pour déplacer le piano est de

1000 J.

49.Quel est le travail accompli par la force gravitationnelle sur cette personne si le déplacement

est de 4 m ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est le travail fait sur la personne ?



W = ?

F// = 446 N

d = 4 m

3. Choisir la formule à utiliser. W = F//d

4. Remplacer les variables par

leur valeur et isoler l’inconnue.

W = 446 N 4 m

= 1784 J

5. Vérifier le résultat et répondre

à la question du problème.

Le travail exercé sur la personne est de 1784 J.

Calcul de la force efficace

La force efficace est la composante

parallèle au plan incliné provenant de

la force gravitationnelle, donc c’est le

côté opposé de l’angle de 15°.

Fg = mg

Fg = 70 kg 9,8 N/kg

Fg = 686 N

Côté opposé = sin 15° 686 N = 446 N

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CHAPITRE 4


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50. Représentez chacune des réactions suivantes à l’aide d’une équation chimique. Précisez l’état

physique de chaque substance.

a) Un atome de zinc solide réagit avec deux molécules d’acide chlorhydrique (HCl) en

solution pour former une molécule de dichlorure de zinc (ZnCl2) en solution et une

molécule de

dihydrogène gazeux.

b) Deux atomes de sodium solide réagissent avec deux molécules d’eau liquide pour

former

deux molécules d’hydroxyde de sodium (NaOH) en solution et une molécule

de dihydrogène

gazeux.

c) La réaction d’une molécule de propane (C3H8) gazeux avec cinq molécules de

dioxygène

gazeux produit trois molécules de dioxyde de carbone gazeux et quatre

molécules de

vapeur d’eau.

d) Lorsqu’on mélange deux molécules de chlorure de sodium (NaCl) en solution avec

une

molécule de dinitrate de baryum (Ba(NO3)2) en solution, il y a formation de

deux molécules

nitrate de sodium (NaNO3) en solution et d’une molécule de dichlorure de

baryum sous

forme de précipité solide.

51. La synthèse de l’eau se fait selon l’équation : 2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l). Si l’on fait réagir 2 g de

dihydrogène avec 16 g de dioxygène, quelle masse d’eau sera formée ? Laissez des

traces de

vos calculs.

Zn(s) + 2 HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

2 Na(s) + 2 H2O(l) 2 [2 NaOH(aq)] + H2(g)

C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(g)

2 NaCl(aq) + Ba(NO3)2(aq) 2 NaNO3(aq) + BaCl2(s)

À cause de la loi de la conservation de la masse, la masse totale des réactifs est égale à la masse totale

des produits, donc :

16 g de dioxygène + 2 g de dihydrogène = 18 g d’eau

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CHAPITRE 4


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52.Indiquez si chacune des équations suivantes est balancée ou non. Expliquez vos réponses.

a) NA + O2 Na2O2 Non.

Avant la réaction chimique Après la réaction chimique

Réactifs Nombre d’atomes Produit Nombre d’atomes

Na + O2

1 atome de Na

2 atomes de O

Na2O2 2 atomes de Na

2 atomes de O

b) C + O2 CO2 Oui.



C + O2

1 atome de C

2 atomes de O

CO2 1 atome de C

2 atomes de O

c) 2 C2H2 + 5 O2 4 CO2 + 2 H2O Oui.



2 C2H2 + 5 O2

4 atomes de C

4 atomes de H

10 atomes de O

4 CO2 + 2 H2O 4 atomes de C

4 atomes de H

10 atomes de O

d) CH4 + 2 CI2 CCI4 + 4 HCI Non.



CH4 + 2 Cl2

1 atome de C

4 atomes de H

4 atomes de Cl

CCl4 + 4 HCl 1 atome de C

4 atomes de H

5 atomes de Cl

53.Balancez chacune des équations suivantes.

a) Mg + O2 MgO 2 Mg + O2 2 MgO

Mg + O2 MgO

Mg O2

Mg

Mg O

Mg O

MgO

MgO

2 Mg + O2 2 MgO

54.L’oxyde de cuivre (CuO) se forme selon l’équation suivante : 2 Cu + O2 2 CuO. Si l’on fait

réagir quatre moles de cuivre avec suffisamment de dioxygène, combien de moles d’oxyde

de cuivre obtiendra-t-on ? Laissez des traces de vos calculs.

2 Cu + O2 2 CuO

2 mol 2 mol

4 mol ? mol

On obtiendra quatre moles d’oxyde de cuivre.

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CHAPITRE 5

L’électricité et le magnétisme

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55.Soit la réaction suivante : 2 Na + 2 H2O 2 NaOH + H2. Combien de moles d’hydroxyde de

sodium seront produites si l’on fait réagir complètement 46 g de sodium ? Laissez des traces

de vos calculs.

56.Voici la réaction de synthèse de l’ammoniac : N2 + 3 H2 2 NH3. Écrivez l’équation de la

décomposition de l’ammoniac.

2 NH3 N2 + 3 H2

57. Lorsqu’on mélange une solution d’acide chlorhydrique avec du bicarbonate de sodium, il y a

dégagement de dioxyde de carbone, selon l’équation suivante :

HCl(aq) + NaHCO3(s) NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g). Si l’on fait réagir 200 ml d’une solution

d’acide chlorhydrique avec suffisamment de bicarbonate de sodium, quelle devrait être la

concentration molaire de la solution si l’on veut obtenir 4,4 g de dioxyde de carbone ? Laissez

des traces de vos calculs.

58. Lorsqu’on mélange une solution d’acide chlorhydrique (HCI) avec une solution d’hydroxyde

de potassium (KOH), les deux substances réagissent.

a) De quel type de réaction chimique s’agit-il ?

b) Écrivez l’équation chimique de cette réaction.

2 Na + 2 H2O 2 NaOH + H2

2 mol 2 mol 2 mol 1 mol

45,98 g 36,04 g 80,00 g 2,02 g

46 g ? mol

45,98 g 2 mol

46 g 2 mol = 2,00 mol

45,98 g

Il y aura production de deux moles d’hydroxyde de sodium.

HCl(aq) + NaHCO3(s) NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)

1 mol 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol

36,46 g 84,01 g 58,44 g 18,02 g 44,01 g

? mol 4,4 g

1 mol 44,01 g

1 mol 4,4 g = 0,1 mol

44,01 g

La concentration de la solution devra être de 0,5 mol/L.

C’est une réaction de neutralisation acidobasique.

HCl(aq) + KOH(aq) KCl(aq) + H2O(l)

ou H+

(aq) + Cl

(aq) + K+

(aq) + OH

(aq) K+

(aq) + Cl

(aq) + H2O(l)

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CHAPITRE 5


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59. Indiquez si chacune des réactions nucléaires suivantes décrit une fusion ou une fission.


a) U + n Xe + Sr + 2 n

b) H + H He + n

c) Be + n He + H

d) N + He O + p+

e) Al + He P + n

60. Après avoir chargé un morceau de tissu, Jonathan constate que celui-ci a perdu 2 1015

électrons.

a)Quelle est sa charge en coulombs ?

Donc, sa charge est de 0,000 32 C ou 3,2 10-4

C.

b)Cette charge est-elle positive ou négative ? Expliquez votre réponse.

61. On électrise une tige de cuivre et une tige de plastique. Le comportement des charges du

point de vue des attirances et des répulsions sera-t-il le même dans les deux tiges ?

Expliquez

votre réponse.

Il s’agit d’une fission parce que les produits ont des noyaux plus petits que le réactif.

Il s’agit d’une fusion parce que le produit a un noyau plus gros que les réactifs.

Il s’agit d’une fission parce que les produits ont des noyaux plus petits que le réactif.



1 0

140 54

94 38

1 0

1 0

2 1

2 1

3 2

6 3

1 0

4 2

3 1

14 7

4 2

17 8

1 1

27 13

4 2

30 15

1 0

? C = 2 1015

électrons

1 C = 6,25 1018

électrons

Sa charge est positive, puisqu’il a perdu des électrons.

Non, puisque le cuivre est un conducteur et que le plastique est un isolant. Dans un conducteur, les

charges se répartissent uniformément à la surface, tandis que dans un isolant, les charges demeurent

concentrées au même endroit.

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62 Observez l’illustration ci-contre.

a) Quelle est la charge de la particule A ?


b) Quelle est la charge de la particule B ? Expliquez votre réponse.

c) La force exercée par chaque particule sur l’autre particule est-elle une force

d’attraction ou

de répulsion ? Expliquez votre réponse.

63. Indiquez si l’électrisation des objets suivants a été obtenue par frottement, par conduction ou

par induction.

a) Carl approche un peigne chargé de ses cheveux et ses cheveux se soulèvent sans même

qu’il y touche.

b) Une certaine quantité de charges est transférée d’un corps à un autre. Il en résulte deux

corps chargés de mêmes signes.

c) Lorsqu’on marche, notre corps peut accumuler une charge électrique.

64. Pour nettoyer son trophée en cuivre, Louis le frotte avec un chiffon en laine. Quelle sera la

charge des deux objets ? Expliquez votre réponse.

Électrisation par induction.

Le cuivre accumulera une charge négative, parce qu’il a une plus grande affinité à recevoir des

électrons que la laine. La laine aura une charge positive, puisque les charges obtenues par frottement

sont de signes opposés.

Électrisation par conduction.

Électrisation par frottement.

C’est une charge négative parce que les lignes de

champ électrique se dirigent vers la particule A et

que, par convention, ces lignes décrivent la

direction d’une particule positive.

C’est une charge positive parce que les lignes de champ électrique s’éloignent de la particule B.

La particule A exerce une force d’attraction sur la particule B et la particule B exerce une force

d’attraction sur la particule A, parce qu’elles sont de signes contraires et que les charges de signes

contraires s’attirent.

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CHAPITRE 5


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65. Deux particules chargées positivement ayant respectivement une charge de 0,02 C et de

0,05 C sont placées à 2 cm l’une de l’autre. Quelle est l’intensité de la force électrique que

chacune exerce sur l’autre ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est l’intensité de la force électrique ?


valeur.

Fé = ?

q1 = 0,02 C

q2 = 0,05 C

r = 2 cm = 0,02 m

3. Choisir la formule à utiliser. kq1q2

r2



9 109 Nm

2/C

2 0,02 C 0,05 C

(0,02 m)2

= 2,25 1010

N


du problème.

L’intensité de la force électrique entre les deux

charges est de 2,25 1010

N.

66.Dans chacun des cas suivants, précisez s’il s’agit d’un exemple d’électricité statique ou

d’électricité dynamique.

a) La courroie d’un moteur qui se charge par frottement.

b) Un baladeur nous permettant d’écouter notre musique préférée.

L’électricité statique, parce que l’électrisation par frottement ne permet pas aux charges de circuler.

L’électricité dynamique, parce que les charges doivent circuler pour que le baladeur fonctionne.

Fé =

Fé =

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CHAPITRE 5


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11801-B

67.Dans quel(s) circuit(s) les ampèremètres sont-ils correctement branchés ? Expliquez votre

réponse.

68.Un courant de 8 A circule dans un sèche-cheveux. Quelle charge aura contribué au

fonctionnement de cet appareil après 5 min d’utilisation ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle charge aura contribué au fonctionnement

du sèche-cheveux après 5 min ?


valeur.

I = 8 A

∆t = 5 min = 300 s

q = ?

3. Choisir la formule à utiliser. q

∆t

q = I ∆t



q = 8 A 300 s

= 2400 C

5. Vérifier le résultat et répondre à la

question du problème.

2400 C auront contribué au fonctionnement du sèche-

cheveux après 5 min d’utilisation.

Seulement dans le circuit b. En effet, un ampèremètre est un appareil qui doit être branché en série et

non en parallèle, comme en a).

a) b)

I =

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CHAPITRE 7

L’atmosphère et l’espace

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69. Un élément d’un circuit électrique est traversé par 5400 C en une heure. Quelle est l’intensité

du courant électrique ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est l’intensité du courant électrique ?


valeur.

I = ?

∆t = 1 h = 3600 s

q = 5400 C

3. Choisir la formule à utiliser. q

∆t



5400 C

3600 s

I = 1,5 A

5. Vérifier le résultat et répondre à la

question du problème.

L’intensité du courant est de 1,5 A.

70.Dans quel(s) circuit(s) les voltmètres sont-ils correctement branchés ? Expliquez votre

réponse.

a) b)

c) d)

Seulement en c) et en d). En effet, un voltmètre est un appareil qui doit être branché en parallèle et non

en série, comme en a) et en b).

I =

I =

4


CHAPITRE 7


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71.Il existe sur le marché une grande variété de piles. Quelle est l’énergie fournie par une pile de

1,5 V si 200 C traversent un appareil électrique en 20 min ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est l’énergie fournie par la pile ?


valeur.

U = 1,5 V

E = ?

q = 200 C

3. Choisir la formule à utiliser. E

q

E = U q



E = 1,5 V 200 C

= 300 J


du problème.

L’énergie fournie par la pile est de 300 J.

72.Afin de connaître la résistance d’un élément chauffant, Manon effectue une expérience. Elle

trouve ainsi que, lorsque l’intensité du courant est de 3,5 A, la différence de potentiel aux

bornes de cet élément est de 10 V. Quelle est la résistance de cet élément chauffant ?

La résistance de l’élément chauffant est d’environ 2,86 .

U = RI

R = U/I

= 10 V/3,5 A

2,86

U =

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CHAPITRE 7


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73.Quelle quantité d’énergie un appareil électrique aura-t-il consommée après 15 min

d’utilisation si le courant qui le traverse est de 15 A et que la différence de potentiel est de

120 V ?


1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est l’énergie consommée par l’appareil ?


valeur.

E = ?

I = 15 A

U = 120 V

∆t = 15 min = 900 s

3. Choisir la formule à utiliser. E = P ∆t

P = UI



P = 120 V 15 A

= 1800 w

E = 1800 w 900 s

= 1 620 000 J


du problème.

L’énergie consommée est de 1 620 000 J.

74.Parmi les circuits suivants, distinguez ceux qui sont branchés en série de ceux qui sont

branchés en parallèle.

a)

Parallèle

b)

Série

c)

Parallèle

d)

Série

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75.Dans chacun des cas suivants, calculez la résistance équivalente.

a)

Réq = R1 + R2 + R3

= 5 + 8 + 12

= 25

b)

1 1

1 1 1 1

R1 R2 2 4

c)

1 1

1 1 1 1 1 1 1 1

R1 R2 R3 R4 8 8 4 2

Réq =

+

=

+

= 1 1/3 ou 1,33

Réq =

+ + +

=

+ + +

= 1

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76.Trouvez la valeur manquante dans chacun des circuits suivants.

77.Si l’on approche le pôle nord d’un aimant du pôle sud d’un autre aimant, le pôle nord sera-t-il

repoussé ou attiré ? Expliquez votre réponse.

78.Parmi les illustrations suivantes, laquelle ou lesquelles représentent correctement

le champ magnétique d’un aimant droit ? Expliquez votre réponse.

a)

Réq = R1 + R2 + R3

= 10 + 20 + 30

= 60

U = RI

I = U/R

= 120 V/60

= 2 A

b)

1 = 1 = 5

1 1 1 1 1 1

R1 R2 R3 10 20 20

U = RI

= 5 2 A

= 10 V

Il sera attiré parce que les pôles magnétiques contraires s’attirent.

Seule a) représente correctement le champ magnétique d’un aimant droit parce que les pôles sont

situés aux deux extrémités.

a) b)

Réq =

+ + + +

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79. Une substance ferromagnétique est-elle nécessairement un aimant ? Expliquez votre

réponse.

80.Parmi les illustrations suivantes, laquelle ou lesquelles représentent correctement le champ

magnétique d’un fil parcouru par un courant électrique ? Expliquez votre réponse.

81.Parmi les illustrations suivantes, laquelle ou lesquelles représentent correctement le champ

magnétique d’un solénoïde parcouru par un courant électrique ? Expliquez votre réponse.

Non, une substance ferromagnétique a la capacité de devenir un aimant, mais elle n’en est pas

nécessairement un.

Seule a) est correcte. En effet, selon la règle de la main droite, le pouce indique le sens conventionnel

du courant et les doigts indiquent la direction des lignes de champ magnétique.

b)

Seule b) est correcte. En effet, selon la règle de la main droite, les doigts indiquent le sens

conventionnel du courant et le pouce indique la direction des lignes de champ magnétique à l’intérieur

du solénoïde.

b) a)

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82.Maxime veut acheter une génératrice d’électricité afin de disposer d’une source d’énergie

de secours à son chalet. Il demande à la vendeuse de lui expliquer brièvement les

principes

de fonctionnement de cet appareil. Si vous étiez à la place de la vendeuse, que lui

répondriez-vous ?

Univers terre et espace (chapitre 6 à 8)

83. Que suis-je ? Une roche, un minéral ou les deux ?

a) Je possède une forme cristalline. Minéral.

b) Je ne proviens ni d’un animal, ni d’un végétal. Minéral.

c) Je suis un corps solide. Minéral et roche.

d) Je suis un mélange. Roche.

e) On me trouve dans la lithosphère. Minéral et roche.

f) J’ai toujours la même composition chimique. Minéral.

g) Je suis un produit de la lave refroidie. Roche.

84. Que peut-on comparer grâce à l’échelle de Mohs ?

85. De quel type de roche s’agit-il (ignée, sédimentaire ou métamorphique) ?

a) Le grès se forme par l’accumulation et la compaction de couches de sable.

b) L’ardoise se forme à partir de roches sédimentaires soumises à de fortes pressions.

c) Le granite est issu du refroidissement du magma.

Une génératrice d’électricité fonctionne selon les principes de l’induction électromagnétique. Le

courant électrique est créé grâce à une bobine de fil conducteur qui tourne à l’intérieur d’un champ

magnétique. Elle permet de transformer l’énergie mécanique en énergie électrique.

La dureté d’un minéral.

Roche sédimentaire.

Roche métamorphique.

Roche ignée.

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86. Précisez la forme d’énergie dont il s’agit.

a) Elle provient de la fission d’un atome.

b) Elle est issue de la décomposition des végétaux et des animaux préhistoriques.

c) Elle est issue de la chaleur interne de la Terre.

d) C’est cette forme d’énergie qui émet le plus de gaz à effet de serre.

e) Elle laisse des déchets radioactifs.

f) Elle risque de s’épuiser d’ici quelques décennies.

87. Nommez trois techniques agricoles qui contribuent à l’épuisement des sols.

88. Que suis-je ? J’occupe 2,5 % de l’hydrosphère et 79 % de mon volume est pris dans les

glaciers.

89. Nommez cinq formes que peut prendre l’eau dans l’hydrosphère.

90.Nommez quatre facteurs qui influencent la circulation de l’eau à l’intérieur d’un bassin

versant.

Énergie nucléaire.

Énergie fossile.

Énergie géothermique.

Énergie fossile.

Énergie nucléaire.

Énergie fossile.

Réponses variables. Exemple. Utilisation de machinerie lourde, accélération de la rotation des cultures

et usage abusif des pesticides.

Réponses variables. Exemples. Océans, mers, rivières, fleuves, lacs, eaux souterraines, nuages,

glaciers, banquises.

Réponses variables. Exemples. La topographie, la géologie, le climat, la végétation, les aménagements

agricoles, industriels et urbains.

L’eau douce.

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91. Que suis-je ?

a) Je suis un type de courant marin poussé par les vents.

b) Je suis un type de courant marin mû par les différences de densité de l’eau.

c) Je suis un grand courant convoyeur qui transporte les eaux océaniques autour du globe.

92.Nommez les trois facteurs qui influencent la circulation océanique.

93.Qu’est-ce que la cryosphère ?

À quelle couche de l’atmosphère correspond chacune des descriptions suivantes ?

a) Il s’agit de la couche la plus froide de l’atmosphère. Mésosphère.

b) Les phénomènes météorologiques se produisent dans cette couche. Troposphère.

c) Elle abrite la couche d’ozone. Stratosphère.

d) C’est la couche la plus chaude de l’atmosphère. Thermosphère.

e) La plupart des satellites spatiaux circulent dans cette couche. Exosphère.

94. Le 23 octobre 2007, la navette spatiale Discovery a décollé du Centre

spatial Kennedy, en Floride, pour aller livrer de l’équipement à la Station

spatiale internationale. Nommez, dans l’ordre, les couches de

l’atmosphère traversées par l’équipage.

95. Les particules d’air exercent-elles une pression plus

faible ou plus forte quand la température augmente ?


Les vents, la salinité des eaux, la température des eaux.

Un courant de surface.

Un courant de profondeur.

La boucle thermohaline.

La portion de l’eau gelée à la surface de la Terre.

Troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère, exosphère.

Les particules d’air exercent une pression plus faible lorsque la température augmente, parce qu’elles

s’éloignent les unes des autres et que le nombre de collisions entre les particules diminue en

conséquence. Dans l’atmosphère, cependant, la pression de l’air tend à l’équilibre et c’est la masse

volumique de l’air qui diminue lorsque la température augmente.

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96. Qu’est-ce qui cause le vent ?

97. À quoi chacune des descriptions suivantes correspond-elle ?

a) Une grande étendue atmosphérique dont la température et l’humidité sont relativement homogènes. Une masse d’air.

b) La limite d’une masse d’air froid qui percute une masse d’air chaud, et qui entraîne la formation de nuages épais, les cumulus. Un front froid.

c) La limite d’une masse d’air chaud qui percute une masse d’air froid, et qui entraîne la formation de nuages allongés et superposés en couches.

Un front chaud.

98. Observez bien la photo ci-contre.

a) La région illustrée se trouve-t-elle dans une zone

de basse pression atmosphérique ou de haute

pression atmosphérique ?

b) Quel nom donne-t-on à une telle zone ?

c) Dans quel sens les vents tournent-ils si cette zone

se trouve dans l’hémisphère Nord ?

d) Comment se nomme le phénomène inverse ?

99.En général, les vents soufflent-ils en ligne droite d’une zone de haute pression vers une zone

de basse pression ? Pourquoi ?

Le vent provient du déplacement de l’air des zones de haute pression vers les zones de basse pression.

Dans une zone de haute pression.

Anticyclone.

Dans le sens horaire.

Une dépression.

Non. Ils sont déviés par l’effet de Coriolis, induit par la rotation de la Terre. Les vents sont déviés vers

la droite dans l’hémisphère Nord, vers la gauche dans l’hémisphère Sud.

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100. Vrai au faux ? Expliquez votre réponse.

a) L’effet de serre est un phénomène récent, engendré par les activités humaines sur Terre.

b) En s’accumulant dans l’atmosphère, les gaz à effet de serre piègent de plus en plus

de rayons ultraviolets.

c) Le déboisement entraîne une augmentation de l’effet de serre à cause de la libération

de dioxyde de carbone lors de la décomposition des arbres coupés.

d) La photosynthèse par les végétaux joue un rôle majeur dans la stabilité des températures

sur Terre.

101. Pour chacun des gaz à effet de serre suivants, nommez une source d’émission associée

aux activités humaines.

a) Dioxyde de carbone (CO2)

b) Méthane (CH4)

c) Oxyde nitreux (N2O)

Faux. Les gaz à effet de serre ont toujours existé dans l’atmosphère.

Faux. Ils piègent les rayons infrarouges émis par le sol.

Vrai. Le carbone emmagasiné dans les forêts retourne dans l’atmosphère sous forme de CO2

lorsqu’on coupe les arbres.

Vrai. Les végétaux absorbent du CO2 lors de la photosynthèse, ce qui diminue l’effet de serre.

Réponses variables. Exemples. Combustion du pétrole, du gaz naturel, du charbon, par les

voitures ou les procédés industriels.

Réponses variables. Exemples. Élevage de bétail, entreposage et gestion des fumiers, culture en

rizière, décomposition des ordures ménagères, distribution du gaz naturel.

Réponses variables. Exemples. Épandage d’engrais contenant de l’azote sur les terres agricoles,

procédés chimiques.

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CHAPITRE 10

Les écosystèmes

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a) De quels gaz dégagés par les voitures l’ozone de

la troposphère provient-il ?

b) Comment nomme-t-on l’épais brouillard de

pollution que forment l’ozone et d’autres polluants

atmosphériques dans certaines conditions ?

c) Ce brouillard a-t-il toujours la même composition ? Expliquez votre réponse.

103. Comment nomme-t-on les réactions qui transforment l’hydrogène en hélium au cœur

du Soleil ?

104. Sous quelle forme l’énergie solaire nous parvient-elle sur la Terre ?

105. Quelles ondes électromagnétiques provenant du Soleil parviennent jusqu’à la Terre ?

106. À quoi chacune des descriptions suivantes correspond-elle ?

a) Un grand panneau de verre qui capte la chaleur du Soleil et la transmet à un liquide qui

circule sous sa surface.

b) Un dispositif qui convertit la lumière du Soleil en courant électrique.

107. À 11 h, Geneviève a laissé sa serviette et son livre sur la plage pour aller se promener. À son

retour, une heure plus tard, ses effets personnels avaient été emportés par la marée. Elle est

surprise : la veille, la marée était à son plus haut vers minuit. Comment peut-elle de nouveau

être si haute ?

Des réactions nucléaires.

Des oxydes d’azote (NOx).

Le smog.

Non. L’ozone troposphérique se combine avec divers polluants atmosphériques pour former le

smog. Sa composition varie selon la période de l’année.

Sous forme d’énergie rayonnante (ondes électromagnétiques).

La lumière visible, une partie des rayons infrarouges et une infime partie des rayons ultraviolets.

Capteur solaire.

Cellule photovoltaïque.

La Terre a fait un demi-tour sur elle-même. Geneviève se trouve sur la face de la Terre opposée à la

Lune. La marée est haute puisque à cet endroit les eaux sont moins attirées par la Lune que la Terre

elle-même.

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108. Vrai ou faux ? Expliquez votre réponse.

a) Les marées sont provoquées uniquement par l’attraction de la Lune.

b) À tout moment, il y a deux marées hautes et deux marées basses sur la Terre.

c) La force gravitationnelle de la Lune est due au fait qu’elle tourne sur elle-même.

109. À quoi correspond chacune des descriptions suivantes ?

a) Processus grâce auquel des bactéries captent le diazote de l’atmosphère pour le

transformer en ammoniac.

b) Processus grâce auquel des bactéries transforment l’ammonium en nitrites.

c) Processus grâce auquel des bactéries transforment les nitrates en diazote.

110. Sans l’existence des végétaux, les herbivores ne pourraient pas fabriquer les molécules

d’ADN nécessaires au stockage de leur information génétique. Expliquez pourquoi.

111. Le cycle de l’azote est perturbé par les activités humaines.

a) Quelle pratique agricole est principalement à l’origine de cette perturbation ?

b) Quelles sont les conséquences de cette pratique ?


a) Sur cette photo, où se trouve principalement

le phosphore ?

b) Indiquez trois sources de phosphore

accessibles aux êtres humains.

Faux. Le Soleil joue aussi un rôle dans le phénomène des marées.

Vrai. Les marées hautes se produisent du côté qui fait face à la Lune et du côté opposé à la Lune.

Les marées basses se produisent sur les deux autres côtés de la Terre.

Faux. La force gravitationnelle n’est pas due à la rotation de la Lune, mais à sa masse.

L’azote est un élément essentiel à la fabrication de l’ADN. Or, les végétaux représentent la seule

source d’azote disponible pour les herbivores.

Dans les roches.

Les végétaux, les herbivores, les poissons.

Fixation de l’azote.

Nitrification.

Dénitrification.

L’épandage d’engrais riches en ammoniac, en ammonium et en nitrates.

Les surplus d’azote altèrent l’équilibre des sols et nuisent à la croissance des végétaux.

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CHAPITRE 10

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c) Le phosphore assimilé par les végétaux et

les êtres humains finit par retourner à l’état

rocheux. Expliquez comment.

113. Le cycle naturel du phosphore est perturbé par les activités humaines.

a) Quelles sont les activités humaines qui exercent le plus d’impact ?

b) Comment se traduisent les effets de ces activités sur les lacs, les rivières et les autres

plans d’eau ?

c) Quelle mesure peut-on prendre dans la vie de tous les jours pour réduire ces effets ?

114. À quel cycle biogéochimique chacun des énoncés suivants se rapporte-t-il ?

a) L’ammoniac réagit avec de l’hydrogène pour former de l’ammonium. Cycle de l’azote.

b) Les roches s’érodent sous l’action de la pluie et du vent. Cycle du phosphore.

c) Grâce à la photosynthèse, les végétaux fabriquent le glucose qui leur sert de source d’énergie. Cycle du carbone.

d) Le carbonate de calcium entre dans la composition des coquilles et squelettes de certains organismes marins.

Cycle du carbone.

e) La décomposition des déchets produit du méthane. Cycle du carbone.

f) La décomposition des déchets produit de l’ammoniac. Cycle de l’azote.

Les débris végétaux et humains sont décomposés par des bactéries, ce qui libère des phosphates.

Ces derniers se retrouvent éventuellement dans les plans d’eau, s’accumulent dans les sédiments et

se transforment lentement en roches.

L’épandage d’engrais riches en phosphates sur les terres agricoles et le rejet de résidus de savons

phosphatés dans les eaux usées.

Elles accélèrent la croissance des algues et favorisent le processus d’eutrophisation.

Réponses variables. Exemple. Choisir des savons sans phosphates.

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CHAPITRE 10

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Univers vivant (chapitre 9 à 11)

115.Pour chacun des exemples suivants, indiquez le facteur qui fait varier la taille de la population

(natalité, mortalité, immigration ou émigration). Précisez également l’effet qu’a ce facteur sur la

taille de la population.

a) Chaque printemps, des bernaches reviennent s’installer sur les bords du lac Tranquille.

b) Lors d’une coupe forestière, le bruit généré par les véhicules forestiers a fait fuir les cerfs de

Virginie des alentours.

c) Dans sa tanière, au printemps, une ourse allaite ses trois petits.

d) Des éleveurs procèdent à l’ensemencement de saumons dans une rivière.

e) L’installation de pièges dans la toiture d’un chalet permet d’éliminer les campagnols qui s’y

trouvent.

Vous pouvez consigner vos réponses dans un tableau semblable à celui ci-dessous.

Exemple Facteur Effet sur la taille de la population

a) Immigration Augmentation

b) Émigration Diminution

c) Natalité Augmentation

d) Immigration Augmentation

e) Mortalité Diminution

116. Qu’arrive-t-il lorsque la mortalité et l’émigration sont plus fortes que la natalité et

l’immigration à l’intérieur d’une population ?

117. Les photos ci-dessous montrent une limace (A), un merle d’Amérique (B) et un bison (C).

Indiquez la méthode de mesure de la taille de la population qui serait la plus appropriée pour

chacune de ces espèces.

118. Des scientifiques veulent déterminer la taille d’une population de truites mouchetées dans

un lac. Pour y arriver, ils capturent d’abord 50 truites, ils les marquent, puis ils les relâchent.

Quelques jours plus tard, ils capturent 55 truites, dont 11 sont marquées.

a) Quelle méthode de mesure de la taille d’une population les scientifiques ont-ils utilisée ?

La méthode de capture-recapture.

La taille de la population diminue.

A. Utilisation de parcelles B. Méthode de capture- C. Comptage des individus.

de terrain. recapture.

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b) Quelle est l’estimation de la taille de la population des truites mouchetées dans ce lac ?

Indiquez vos calculs.

119. La coccinelle maculée se nourrit d’œufs de

doryphore (un insecte qui ravage les plants de

pomme de terre).

Des biologistes souhaitent étudier la population de ce

type de coccinelle dans un champ de pommes de

terre de 10 000 m2. Pour y arriver, ils ont recensé le

nombre d’individus de cette espèce qui se trouvaient

dans des quadrats de 1 m2. Le tableau de la page

suivante montre les résultats de cet échantillonnage.

No du quadrat

Nombre de coccinelles maculées

No du quadrat

Nombre de coccinelles maculées

1 2 6 0

2 1 7 0

3 0 8 1

4 1 9 1

5 0 10 0

Nombre d’animaux marqués Nombre total d’animaux

capturés la deuxième fois

Nombre d’animaux marqués et recapturés

50 55

11

Taille de la population =

Taille de la population = = 250 individus

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a) Quelle méthode de mesure de la taille d’une population les scientifiques ont-ils utilisée ?

b) Quelle est la densité de la population de coccinelles maculées dans le champ étudié ?

Indiquez vos calculs.

c) Si la population de coccinelles maculées était plus nombreuse que la population de

doryphores, que se produirait-il ?

120. Pour chacune des études décrites ci-dessous, indiquez si elle porte sur un facteur biotique ou

sur un facteur abiotique.

a) Un écologiste étudie l’effet qu’a le broutement des lièvres sur une population de sapins. Facteur biotique.

b) Des chimistes évaluent l’acidité d’un sol. Facteur abiotique.

c) Une spécialiste des cours d’eau évalue la quantité de lumière présente à diverses profondeurs d’un lac. Facteur abiotique.

d) Des écologistes évaluent la quantité de phosphore provenant d’engrais agricoles dans une rivière. Facteur biotique.

Nombre moyen d’individus par parcelle Aire totale du terrain

Aire d’une parcelle

2+1+0+1+0+0+0+1+1+0

10

0,6 10 000

1

Nombre d’individus

Espace occupé

6 000

10 000

La taille de la population de doryphores diminuerait mais, à la longue, celle de coccinelles

diminuerait aussi à cause du manque de nourriture.



Nombre moyen d’individus par parcelle = = 0,6 individu par parcelle

= 6 000 individus

Densité de la population =

= 0,6 individu par m2 Densité de la population =

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CHAPITRE 10

Les écosystèmes

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121. Observez la photo ci-contre et répondez aux

questions ci-dessous, qui s’y rapportent.

a) Comment appelle-t-on la relation qui existe entre

l’abeille et la fleur ?

b) Si un bourdon s’approche de la fleur pour se nourrir

de son nectar, quelle sera la relation qui s’établira entre l’abeille et le bourdon ?

c) Si un oiseau mange l’abeille, de quelle sorte de relation sera-t-il question ?

d) Si des pucerons s’installent sur la fleur et qu’ils causent des dommages à ses feuilles,

quelle sera la relation qui s’établira entre les pucerons et la fleur ?

e) Si une araignée tisse sa toile en attachant l’un de ses fils à la tige de la fleur, quelle sera la

relation qui unira l’araignée et la fleur ?


a) On peut affirmer qu’une communauté est dotée d’une grande biodiversité lorsqu’une

espèce de cette communauté est très abondante par rapport aux autres espèces.

b) Dans une relation de parasitisme, l’un des êtres vivants est un parasite et l’autre est sa

proie.

c) Lorsque des populations d’une communauté vivent une relation de mutualisme, cette

relation a tendance à faire augmenter la densité des populations en cause.

d) La compétition est bénéfique pour la densité des populations.

e) Le parasitisme correspond exactement au même phénomène que la prédation.

Le mutualisme (ou la prédation).

La compétition interspécifique.

La prédation.

Le parasitisme.

Le commensalisme.

Faux. Il faut plutôt que l’abondance relative des différentes espèces soit similaire.

Faux. L’un est le parasite et l’autre est l’hôte.

Vrai. Les deux populations tirent avantage de cette relation.

Faux. Au contraire, la compétition fait diminuer la densité des populations.

Faux. Dans le cas du parasitisme, le parasite vit à l’intérieur de son hôte ou à sa surface.

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CHAPITRE 10

Les écosystèmes

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123. À quel niveau trophique appartiennent les détritivores ? Expliquez votre réponse.

124. Qu’est-ce qui circule d’un organisme à l’autre à l’intérieur de chaque écosystème ?

125. Expliquez le rôle des décomposeurs dans le flux de la matière d’un écosystème.

126. Quelle est la source principale d’énergie dans un écosystème ?

127. Environ 10% de l’énergie absorbée par un consommateur est disponible pour le

consommateur suivant dans une chaîne alimentaire. Qu’arrive-t-il à l’énergie qui se perd à

chaque niveau d’une chaîne alimentaire ? Donnez deux explications.

128. Dans un écosystème, tous les organismes vivants ont besoin de matière organique pour vivre.

a) Quels sont les organismes qui sont responsables de la production de nouvelle matière

organique (biomasse) ?

b) Qu’obtient-on quand on mesure la quantité de nouvelle biomasse produite par ces

organismes pendant une certaine période de temps ?

c) Indiquez quatre facteurs qui peuvent faire varier la production de nouvelle biomasse.

• La quantité de lumière. • L’accès à des nutriments essentiels.

• La quantité d’eau disponible. • La température.

Les producteurs.

Les détritivores appartiennent au niveau trophique des décomposeurs, car ils se nourrissent des

déchets des êtres vivants et des matières mortes.

La matière et l’énergie.

Les décomposeurs recyclent la matière dans un écosystème. Ainsi, grâce à eux, la matière organique

est décomposée en matière inorganique qui redevient disponible pour les producteurs.

Le Soleil.

Elle est dispersée sous forme de chaleur et aussi éliminée avec les déchets produits par les vivants.

La productivité primaire.

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CHAPITRE 10

Les écosystèmes

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a) Lorsqu’un lac gèle, il s’agit d’une perturbation naturelle.

b) La chasse et la pêche excessives sont des perturbations humaines des écosystèmes.

c) Tous les types de perturbations naturelles peuvent survenir au Québec.

d) La succession écologique ne se produit qu’après une perturbation naturelle.

e) La transformation de forêts en terres agricoles est une perturbation naturelle.

f) Une inondation à la suite de pluies importantes est une perturbation naturelle.

130. Qu’est-ce que la succession écologique ?

131. Qu’est-ce qu’un contaminant ?

132. Qu’est-ce qui peut rendre un contaminant toxique ? Nommez au moins deux facteurs.

133. À quoi correspond le seuil de toxicité d’un contaminant ?

Vrai. Pratiquées de façon excessive, la chasse et la pêche peuvent modifier la dynamique d’un

écosystème.

Vrai. Cette perturbation n’est pas causée par l’être humain.

La succession écologique est une série de changements qui s’opèrent dans un écosystème à la suite

d’une perturbation, jusqu’à ce que l’écosystème atteigne un état d’équilibre.

Faux. Certaines perturbations naturelles comme les tempêtes de sable ou les éruptions volcaniques

ne peuvent pas survenir au Québec.

Faux. Elle se produit également après une perturbation humaine.

Vrai. Cette perturbation n’est pas causée par l’être humain.

Une substance ou une radiation susceptible de causer du tort à un ou à plusieurs écosystèmes.

Réponses variables. Exemples. La concentration du contaminant ; le type d’organisme avec lequel

il est en contact ; la durée de l’exposition.

Il correspond à la concentration au-delà de laquelle il produit un ou plusieurs effets néfastes sur

un organisme.

Faux. Il s’agit d’une perturbation humaine.

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CHAPITRE 10

Les écosystèmes

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134. Que nous indique la DL50 d’un contaminant ?

135. Qu’est-ce que la bioaccumulation ?

136. Certaines usines au Québec déversent parfois des contaminants en faible concentration

dans l’environnement. Expliquez pourquoi les contaminants déversés en faible quantité

peuvent tout de même être dangereux pour les humains ou d’autres organismes qui se

situent au sommet des chaînes alimentaires.

137. Indiquez à quelle biotechnologie de l’environnement font référence les énoncés suivants.

Choisissez entre la biorestauration, la phytoremédiation et le traitement des eaux usées.

a) Biotechnologie qui permet de rendre propres pour l’environnement les eaux que nous

avons utilisées.

b) Biotechnologie qui peut se réaliser à l’aide d’une fosse septique.

c) Biotechnologie qui consiste à dépolluer un milieu par l’action de micro-organismes qui

dégradent les contaminants.

d) Biotechnologie qui utilise des plantes ou des algues pour éliminer des contaminants dans

un milieu.

138. Expliquez pourquoi il est très dangereux de manger un chou qui provient d’un sol contenant

une quantité appréciable de métaux lourds.

Traitement des eaux usées.

Biorestauration.

Traitement des eaux usées.

Phytoremédiation.

La DL50 est la dose de contaminant qui, lorsque ingérée en une seule fois, provoque la mort de 50 %

des individus d’une population donnée.

La tendance qu'ont certains contaminants à s’accumuler dans les tissus des organismes vivants avec

le temps.

À cause du phénomène de bioconcentration, les organismes qui se situent au sommet des chaînes

alimentaires, comme les êtres humains, peuvent absorber une concentration élevée de contaminants

dans leurs tissus, ce qui constitue un danger pour leur santé.

Les métaux lourds sont des éléments qui ont des effets néfastes sur la santé et le chou a tendance à les

absorber et à les emmagasiner.

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CHAPITRE 14

L’ingénierie électrique

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139.Tous les individus d’une même espèce

comptent un nombre identique de

chromosomes dans leurs cellules.

a)Au total, combien de chromosomes l’espèce humaine possède-t-elle dans la plupart de

ses cellules ?

b)Quel est le nom de la représentation obtenue quand on place de façon ordonnée, et par

paires, nos chromosomes ?

c)Comment appelle-t-on un segment d’ADN formant les chromosomes et qui contient des

informations pour fabriquer une protéine ?

140. La synthèse des protéines se réalise à la suite de certains processus dans la cellule.

Placez les étapes ci-dessous dans l’ordre.

A. Un ARNm est formé.

B. Des ARNt se lient à l’ARNm. Des acides aminés sont liés les uns aux autres.

C. La protéine synthétisée se détache et s’enroule sur elle-même.

D. Les deux brins de l’ADN se séparent.

E. Un ARNm s’attache à un ribosome.

141. Précisez, pour chacun des énoncés suivants, s’ils font référence à l’ADN ou à l’ARN.

a) Mon nom complet est l’acide ribonucléique. ARN.

b) Le sucre qui entre dans ma composition est le désoxyribose. ADN.

c) Je ne contiens pas de thymine. ARN.

d) La plupart du temps, je suis une molécule comportant deux brins

complémentaires. ADN.

e) Une de mes bases azotées est de l’uracile. ARN.

f) Je suis un messager lors de la synthèse des protéines. ARN.

46 chromosomes.

Un caryotype.

Un gène.

D, A, E, B, C.

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142. Chez la tomate, l’allèle (P) donnant une tige pourpre est dominant sur l’allèle (p) donnant une

tige verte. De plus, l’allèle (R) donnant des fruits rouges est dominant sur l’allèle (r) donnant

des fruits jaunes. On croise deux plants de tomates hétérozygotes pour ces deux caractères.

À l’aide d’une grille de Punnett, si on obtient 160 descendants, déterminez théoriquement :

a) le nombre de descendants qui auront une tige pourpre et des fruits

jaunes ;

b) le nombre de descendants qui auront une tige pourpre et des fruits

rouges ;

c) le nombre de descendants qui auront une tige verte et des fruits

jaunes ;

d) le nombre de descendants qui auront une tige verte et des fruits

rouges.

Parents Tige pourpre Fruits rouges

Génotype PpRr PpRr

Gamètes

possibles

PR Pr

pR pr

PR Pr

pR pr

Grille de Punnett

PR Pr pR pr

PR

PPRR

pourpre

rouges

PPRr

pourpre

rouges

PpRR

pourpre

rouges

PpRr

pourpre

rouges

Pr

PPRr

pourpre

rouges

PPrr

pourpre

jaunes

PpRr

pourpre

rouges

Pprr

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jaunes

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rouges

PpRr

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rouges

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PpRr

pourpre

rouges

Pprr

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ppRr

verte

rouges

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143. Chez le lapin, l’allèle (N) donnant une coloration noire au poil est dominant sur l’allèle (n)

donnant une coloration brune. De plus, l’allèle (C) pour le poil court est dominant sur l’allèle

(c) pour le poil long. On croise un lapin au poil long et hétérozygote pour la couleur du poil

avec une lapine au poil court et noir, homozygote pour ces deux caractères. À l’aide d’une

grille de Punnett :

a) précisez le ou les génotypes possibles des descendants issus de ce croisement ;

b) précisez le ou les phénotypes possibles des descendants issus de ce croisement.

Parents Poil long noir Poil court noir

Génotype ccNn CCNN

Gamètes

possibles

cN cN

cn cn

CN CN

CN CN

Grille de Punnett

NNCc et NnCc ou CcNN et CcNn

Le seul phénotype possible est poil noir et court.

CN CN CN CN

cN

CcNN

court noir

CcNN

court noir

CcNN

court noir

CcNN

court noir

cN

CcNN

court noir

CcNN

court noir

CcNN

court noir

CcNN

court noir

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CcNn

court noir

CcNn

court noir

CcNn

court noir

CcNn

court noir

cn

CcNn

court noir

CcNn

court noir

CcNn

court noir

CcNn

court noir

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144.Indiquez trois tâches que les protéines accomplissent dans l’organisme. Pour chaque tâche,

donnez un exemple.

Réponses variables. Exemples. Trois tâches parmi les suivantes : soutien (par exemple, l’élastine donne

à la fois de la rigidité et de l’élasticité à la peau) ; transport de substances (par exemple, l’hémoglobine

permet le transport de l’oxygène dans le sang) ; contrôle et message (par exemple, l’insuline participe

au contrôle de la quantité de sucre dans le sang) ; immunité (par exemple, les anticorps nous protègent

des maladies) ; catalyseur (par exemple, l’amylase permet la digestion de l’amidon).

Univers technologique (chapitre 12 à 14)

145. Lors de la fabrication d’un objet technique, il est souvent nécessaire de définir les

propriétés mécaniques des matériaux afin de faire le meilleur choix. Indiquez quelle propriété

mécanique est recherchée dans les exemples suivants.

a)Un plastique qui conserve bien sa forme, même lorsqu’on tente de le tordre.

La rigidité.

b)Pour des planchers, un bois qui résiste bien à la pénétration d’objets pointus comme

les talons de soulier.

La dureté.

c) Un métal qui s’étire bien pour faire des fils.

La ductilité.

d)Une coque de bateau qui résiste aux chocs causés par des roches sous-marines ou

des hauts-fonds.

La résilience.

e)Un matériau qui se plie facilement, sans se rompre, pour faire des gouttières.

La malléabilité.

146. Précisez de quelle catégorie font partie les matériaux qui ont été utilisés pour fabriquer les

objets énumérés ci-après. Choisissez parmi les catégories suivantes, chacune d’elles ne

pouvant être choisie qu’une fois :

– bois et bois modifiés ; – métaux et alliages ;

– matières plastiques ; – céramiques.

– matériaux composites ;

a) Des pièces de monnaie. Métaux et alliages.

b) Une feuille de contreplaqué. Bois et bois modifiés.

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c) Une vitre. Céramiques.

d) Une bouteille de boisson

gazeuse.

Matières plastiques.

e) Un gilet pare-balle. Matériaux composites.

147. Indiquez quelle catégorie de matériau vous suggéreriez pour répondre aux besoins

suivants.

Choisissez parmi les mêmes catégories que celles de la question précédente. Chaque

catégorie ne peut être choisie qu’une seule fois.

a) Un matériau d’aspect brillant, bon conducteur d’électricité.

b) Un matériau durable, léger et peu coûteux à fabriquer.

c) Un matériau qui combine des propriétés de plusieurs catégories de matériaux.

d) Un matériau d’aspect naturel, pouvant présenter des variations de couleur et de teinte, que

l’on peut facilement façonner et assembler.

e) Un matériau durable dont la conductibilité électrique est faible, résistant très bien à la

chaleur et d’une dureté élevée.

148. Lors d’une expérience, un élève dépose deux clous en fer dans un bécher contenant une

solution aqueuse. L’un des deux clous a préalablement été recouvert de graisse. Lequel des

deux clous rouillera le moins rapidement ? Expliquez pourquoi.

149. Observez les deux dessins ci-contre d’une

tour à disques compacts.

a) Pour chaque dessin, nommez la

projection qui a été utilisée.

Dessin A : projection isométrique.

Dessin B : projection à vues multiples.

b)Peut-on affirmer que ces deux dessins

sont des dessins d’ensemble ?

Expliquez pourquoi.

Oui, parce que ces deux dessins présentent

l’allure générale de l’objet.

Métaux et alliages.

Matières plastiques.

Matériaux composites.

Céramiques.

Ce sera le clou recouvert de graisse qui rouillera le moins rapidement, car cette substance constitue un

revêtement qui le protège contre la dégradation.

Bois et bois modifiés.

B

A

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150. Pour fabriquer une pièce, un élève se fie notamment au dessin ci-contre.

a) Au moment de la vérification des dimensions de la pièce, on

s’aperçoit

que la largeur de l’entaille est de 22 mm. Est-ce que cette

pièce est

conforme ou non au dessin ? Expliquez pourquoi.

b) Quelle est la dimension minimale que peut avoir la largeur de

l’entaille ?

151. Parmi les techniques les plus utilisées lors de la fabrication d’un objet figure le perçage.

a) À quoi sert le perçage ?

b) Quels sont les deux principaux facteurs dont il faut tenir compte lors du choix de la mèche

ou du foret à utiliser pour le perçage ?

c) Est-ce que les deux facteurs énumérés en b) sont les mêmes dont il faut tenir compte pour

déterminer la vitesse de rotation de la mèche ou du foret ? Si non, indiquez-les.

152. Indiquez pour quelle technique d’assemblage chacun des outils suivants est le plus

souvent utilisé.

a) Un marteau. Le clouage.

b) Un pot de colle à

menuiserie.

Le collage.

c) Un fer à souder. Le soudage.

d) Une vis. Le vissage.

Le diamètre du trou à effectuer et la nature du matériau.

Ce sont les mêmes facteurs.

Elle est conforme puisque la largeur se situe à l’intérieur de l’écart de mesure

acceptable indiqué par la tolérance. En effet, comme la tolérance est de 3 mm,

cela signifie que la largeur de l’entaille peut atteindre jusqu’à 23 mm.

17 mm.

À faire des trous dans un matériau.

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153. Observez les trois objets suivants.

a) Pour chacun de ces trois objets, précisez le type de guidage utilisé.

b) Identifiez les organes de guidage dans chacun des objets.

154. Pour chacun des énoncés suivants, précisez quel facteur de variation de l’adhérence entre

deux surfaces est mis en évidence.

a)Sur les marches d’un escalier, on appose des bandes rugueuses afin d’éviter que les

personnes glissent lorsqu’elles y montent.

b)Généralement, plus il fait froid, mieux un ski de fond glisse sur la neige.

c)Pour faire du sport dans les gymnases, il ne faut pas porter de souliers avec des semelles

en cuir, pour éviter les blessures.

d)Chaque printemps, Youri applique de l’huile sur la chaîne de sa bicyclette, afin d’éviter

qu’elle s’use prématurément.

155. Lors de plusieurs compétitions sportives en gymnastique, par exemple au cours de

l’épreuve de la barre fixe, les athlètes recouvrent leurs mains de poudre.

a) Quelle est la fonction mécanique de la poudre ?

Le robinet : un guidage hélicoïdal.

La paire de pinces : un guidage en rotation.

L’équerre combinée : un guidage en translation.

Le robinet : un écrou.

La paire de pinces : un rivet.

L’équerre combinée : une règle.

2 3

L’état des surfaces mises en contact.

La température.

La nature des matériaux mis en contact.

La présence d’un lubrifiant.

La fonction lubrification.

BRAS

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b) Quelle est l’utilité de la poudre lors de cette épreuve ?

156. Observez ci-contre le système de transmission du

mouvement

souvent utilisé pour orienter le conduit d’éjection d’une

souffleuse à neige.

a) Comment s’appelle ce système de transmission du

mouvement ?

b) Précisez le nom de l’organe moteur de ce système

et

indiquez de quelle couleur il est illustré (voir

l’illustration

en couleurs dans le manuel, p. 451).

c)Précisez le nom de l’organe mené de ce système et indiquez de quelle couleur il est

illustré (voir l’illustration en couleurs dans le manuel, p. 451).

Nom de l’organe mené : la roue dentée.

Couleur : bleu.

d)Ce système de transmission du mouvement comporte-t-il un organe intermédiaire ? Si

oui, quel est son nom ?

Ce système ne comporte pas d’organe intermédiaire.

e)Si un utilisateur décide d’orienter le conduit d’éjection en forçant directement sur cette

pièce, cela risque d’endommager le système de transmission du mouvement. Expliquez

pourquoi.

Elle permet de réduire le frottement entre les mains de l’athlète et la barre fixe, lui permettant de

mieux performer.

Un système à roue dentée et à vis sans fin.

Nom l’organe moteur : la vis sans fin.

Couleur : rouge.

Si une force est appliquée sur le conduit d’éjection pour l’orienter, l’organe moteur du système de

transmission du mouvement devient alors la roue dentée. Or, l’organe moteur d’un système à roue

dentée et à vis sans fin est la vis sans fin, et ce système est irréversible. C’est pourquoi il y a alors

risque de bris.

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157. On propose comme défi à Inès de fabriquer un système à roues dentées comportant deux

roues dentées à partir des roues dentées suivantes.

a) Quelles roues Inès devra-t-elle choisir pour réaliser son système à roues

dentées ?

b) Sur quelle particularité des roues s’est-elle penchée pour faire son

choix ?

158. Parmi les systèmes de transmission du mouvement ci-dessous, déterminez ceux où les

mouvements de rotation sont correctement illustrés.

159. À partir des informations données dans les illustrations,

calculez le rapport de vitesse des roues dans chacun des

systèmes de transmission du mouvement suivants.

En a), de la grande roue vers la plus petite, le rapport de vitesse est 2. En b), de la grande poulie

vers la plus petite, le rapport de vitesse est 5.

La denture des roues.

A B C

Les roues A et C.

a) b) c) d)

Les systèmes b) et d).

a) b)

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160. Observez les deux systèmes à roue dentée et à vis sans fin ci-dessous.

Identifiez le système où la diminution de la vitesse de

rotation est la plus importante. Expliquez pourquoi.

161. Dans le système à chaîne et à roues dentées ci-dessous, la vitesse de rotation de la roue

motrice est de 60 tours par minute. À partir des informations données dans l’illustration,

calculez la vitesse de rotation de l’autre roue.

Exprimez votre réponse en tours/minute.

162. Observez le système de transformation du mouvement

ci-contre.

a) Comment s’appelle ce système de transformation du

mouvement ?

b) Laquelle des deux roues dentées aura la vitesse de

rotation la plus élevée ? Expliquez pourquoi.

163. Quelles sont les principales différences entre les composantes électriques et les

composantes

électroniques ?

C’est dans le système a) que la diminution de la vitesse est la

plus importante, car la roue dentée de ce système possède

plus de dents que celle du système b).

La vitesse de rotation de la roue menée est de

45 tours/minute.

a) b)

Un système à pignons et à crémaillère.

C’est la roue A qui aura la plus grande vitesse de rotation,

car c’est elle qui a le moins de dents.

Les composantes électroniques sont fabriquées à l’aide de semi-conducteurs et les composantes

électriques sont faites de métaux et alliages conducteurs.

Les composantes électroniques sont miniaturisées et nécessitent des courants très faibles, alors que les

composantes électriques sont conçues pour faire fonctionner des circuits de plus forte puissance.

La commande des signaux électriques est plus fine dans les composantes électroniques, ce qui permet le

traitement de l’information.

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164. Les piles sont des sources de courant continu. Les centrales électriques génèrent un

courant

alternatif. Expliquez la différence entre ces deux sortes de courant.

165. Expliquez pourquoi les affirmations suivantes sont fausses.

a)Les électrons circulent de la borne positive d’une pile à la borne négative.

b)Un circuit électrique n’est constitué que de composantes ayant pour fonction de conduire

le courant.

166.Un ingénieur électricien doit choisir une source d’alimentation pour du matériel électrique.

Quelles sont les sources d’alimentation les plus appropriées pour chacun des cas suivants ?

a) Un matériau d’aspect brillant, bon conducteur d’électricité.

b) Un appareil photo numérique.

c) Un photocopieur.

167. Lesquels des éléments suivants assurent la fonction conduction dans un circuit électrique ?

Expliquez pourquoi.

a) La gaine de plastique d’un fil électrique.

b) Une vis de métal entourée d’un fil électrique dans un interrupteur.

c) Le boîtier de céramique d’une prise électrique.

d) Des fils électriques reliés à une pile.

b) et d), car ces éléments permettent la circulation du courant électrique.

168. Pour économiser de l’espace à l’intérieur d’un ordinateur, quel genre de circuit utilise-t-on ?

Un circuit imprimé.

Cellule photovoltaïque.

Pile.

Prise de courant.

Un courant continu est un courant dans lequel les électrons ne circulent que dans un sens. Un

courant alternatif est un courant dans lequel les électrons se déplacent selon un mouvement de va-et-

vient.

Le courant électrique circule de la borne positive à la borne négative, mais les électrons circulent

dans le sens contraire.

Les composantes d’un circuit électrique ont plusieurs autres fonctions possibles, dont l’alimentation,

l’isolation, la protection, la commande et la transformation d’énergie.

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169. Les fils électriques sont généralement gainés de matière plastique.

a) Expliquez pourquoi.

Pour empêcher les électrons de quitter les fils et prévenir les chocs électriques.

b) Comment se nomme la fonction assurée par la gaine ?

La fonction isolation.

170. Le fusible et le disjoncteur jouent le même rôle dans les circuits électriques.

a) Quelle fonction assurent-ils ?

La fonction protection.

b) Laquelle de ces composantes constitue l’option la plus intéressante ? Expliquez pourquoi.

171. Observez la résistance électrique illustrée

ci-contre (voir l’illustration en couleurs dans

le manuel, p. 479).

a) Quelle est la valeur de cette résistance ?

47 000 Ω

b) Quelles sont ses valeurs minimale et maximale déterminées par la tolérance ?

c) Quelle unité de mesure sert à exprimer la résistance ?

d) Indiquez l’un des avantages d’utiliser une résistance dans un circuit électrique.

172. Lorsqu’une lampe est éteinte, le circuit électrique qui se rend à l’ampoule est-il ouvert ou

fermé ? Expliquez votre réponse.

173. Choisissez le type d’interrupteur approprié pour remplir les fonctions suivantes.

a) L’interrupteur doit permettre d’ouvrir ou de fermer deux contacts à la fois.

b) L’interrupteur doit offrir la possibilité d’ouvrir l’un ou l’autre de deux circuits.

Réponses variables. Exemple. Le disjoncteur, puisqu’il peut être réarmé, tandis que le fusible

brûle et doit être jeté après avoir servi.

Le circuit est ouvert, puisque le courant ne circule pas jusqu’à l’ampoule.

44 650 Ω et 49 350 Ω

L’ohm (Ω).

Réponses variables. Exemples. Une résistance permet de contrôler l’intensité du courant dans un

segment du circuit. Elle permet aussi de protéger les composantes sensibles.

Interrupteur bipolaire.

Interrupteur bidirectionnel.

6


CHAPITRE 14


© ERPI

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CORRIGÉ


11801-B

174. Dans chacun des appareils illustrés ci-dessous, l’énergie électrique est transformée en une

autre forme d’énergie. Quelle est la forme d’énergie obtenue ?

Énergie thermique (ou mécanique). Énergie lumineuse. Énergie sonore. 175. Quelle unité de mesure utilise-t-on pour exprimer la capacité ?

176. Indiquez trois fonctions assurées par les diodes dans les circuits électriques.

A B C

Le farad (F).

Elles empêchent le courant de circuler à l’envers dans un circuit. Certaines convertissent le courant

alternatif en courant continu. Certaines émettent de la lumière.

Nom : Groupe : Date :

1


CHAPITRE 2

Les molécules et les solutions

© ERPI

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CORRIGÉ


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revision pour l’examen de fin d’année -...

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